(57)【要約】【課題】  燐化硼素系半導体層を備える半導体素子において、素子駆動電流の漏洩を低減することができ、発光素子として光電変換効率を高くでき、逆方向電圧も高くでき、また電界効果型トランジスタとしてゲート電極を高耐圧性とし、ドレイン電流のピンチオフ特性も改善することができるようにする。【解決手段】  本発明は、燐化硼素系半導体層１０２を備える半導体素子１０において、燐化硼素系半導体層１０２は六方晶からなり、その六方晶の燐化硼素系半導体層１０２の表面に電極１０９を設けたものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燐化硼素系半導体層を備える半導体素子において、
上記燐化硼素系半導体層は六方晶からなり、その六方晶の燐化硼素系半導体層の表面に電極を設けた、
ことを特徴とする半導体素子。
【請求項２】
上記燐化硼素系半導体層の表面は（１．１．−２．０．）結晶面である、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項３】
上記燐化硼素系半導体層は、六方晶の単量体の燐化硼素（ＢＰ）からなる燐化硼素層である、請求項１または２に記載の半導体素子。
【請求項４】
上記燐化硼素層は導電性のｎ形で、その燐化硼素層の表面にオーミック電極が設けられている、請求項３に記載の半導体素子。
【請求項５】
上記燐化硼素層は導電性のｐ形で、その燐化硼素層の表面にオーミック電極が設けられている、請求項３に記載の半導体素子。
【請求項６】
上記燐化硼素層は高抵抗で、その燐化硼素層の表面にショットキー接触性の電極が設けられている、請求項３に記載の半導体素子。
【請求項７】
上記ショットキー接触性の電極はゲート電極である、請求項６に記載の半導体素子。
【請求項８】
上記燐化硼素層は不純物を故意に添加していないアンドープ層である、請求項４から７の何れか１項に記載の半導体素子。
【請求項９】
上記燐化硼素系半導体層は、六方晶で極性の小さいあるいは無極性の単結晶層もしくは単結晶基板を下地層として形成される、請求項１から３の何れか１項に記載の半導体素子。
【請求項１０】
発光素子として構成する、請求項１，２，３，４，５，８，９の何れか１項に記載の半導体素子。
【請求項１１】
電界効果型トランジスタとして構成する、請求項１，２，３，６，７，８，９の何れか１項に記載の半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燐化硼素系半導体層を備える半導体素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燐化硼素系半導体層は、例えば、立方晶の閃亜鉛鉱結晶型の燐化ガリウム（ＧａＰ）或いは炭化珪素（ＳｉＣ）単結晶からなる基板上に形成されている（下記の特許文献１参照）。これらの基板と、その上に形成された燐化硼素系半導体層と、それに接合させて設けたIII族窒化物半導体層とを備えた積層構造体を利用して化合物半導体ＬＥＤが構成されている（下記の特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平２−２８８３８８号公報
【特許文献２】特開平２−２８８３７１号公報
【０００３】
単結晶基板上に形成した燐化硼素系半導体層を利用して例えば、ＬＥＤを構成するのにあって、オーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極は従来から、立方晶（ｃｕｂｉｃ）閃亜鉛鉱結晶型（ｚｉｎｃ−ｂｌｅｎｄｅ）の燐化硼素層上に設けられている（例えば、下記の特許文献３参照）。また、従来のレーザーダイオード（英略称：ＬＤ）にあっても、オーミック電極は、立方晶の燐化硼素層に接触させて設けられている（下記の特許文献４参照）。
【特許文献３】特開平２−２７５６８２号公報
【特許文献４】特開平４−８４４８６号公報
【０００４】
しかしながら、例えば、シリコンを基板として、その（１１１）結晶面からなる表面上に立方晶の燐化硼素系半導体層を成長させても、双晶や積層欠陥を多量に含む立方晶の結晶成長層となることが知られている（下記の非特許文献１参照）。また、例えば、六方晶６Ｈ型ＳｉＣを基板として、その（０．０．０．１．）結晶面上に単量体のＢＰ層を成長させても、双晶などの結晶欠陥を多量に含む立方晶の結晶成長層となるのが知られている（下記の非特許文献２参照）。
【非特許文献１】T.Udagawa  and  G. Shimaoka, J. Ceramic Processing and Research,（South Korea）, 第4巻、第2号、(2003年),80-83頁.
【非特許文献２】T. Udagawa他、Appl. Surf.   Sci.,（USA）,第244巻、(2004年),  285-288頁.
【０００５】
この様な結晶欠陥を多量に含む立方晶の燐化硼素系半導体層に接触させて、例えば、オーミック電極を設けたところで、素子を駆動させるための動作電流（素子駆動電流）が、双晶等の結晶欠陥を介して不必要に漏洩（ｌｅａｋ）してしまうため、例えば逆方向電圧が高く、また光電変換効率も高いＬＥＤを安定して作製できない問題がある。また、結晶欠陥の多い立方晶の燐化硼素系半導体層の表面にショットキー（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）接触型電極を設けても、漏洩（ｌｅａｋ）電流が多く、耐圧の低いゲート（ｇａｔｅ）電極しか形成できず、またドレイン（ｄｒａｉｎ）電流のピンチオフ（ｐｉｎｃｈ−ｏｆｆ）特性も悪くなり、高周波特性に優れるＦＥＴを安定してもたらせない問題が生じている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来技術の問題点を克服すべくなされたもので、素子駆動電流の漏洩を低減することができ、発光素子として光電変換効率を高くでき、逆方向電圧も高くでき、また電界効果型トランジスタとしてゲート電極を高耐圧とし、ドレイン電流のピンチオフ特性も改善することができる、燐化硼素系半導体層を備える半導体素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１）上記目的を達成するために、第１の発明は、燐化硼素系半導体層を備える半導体素子において、上記燐化硼素系半導体層は六方晶からなり、その六方晶の燐化硼素系半導体層の表面に電極を設けたものである。
【０００８】
２）第２の発明は、上記した１）項に記載の発明の構成において、上記燐化硼素系半導体層の表面を（１．１．−２．０．）結晶面としたものである。
【０００９】
３）第３の発明は、上記した１）項または２）項に記載の発明の構成において、上記燐化硼素系半導体層を、六方晶の単量体の燐化硼素（ＢＰ）からなる燐化硼素層としたものである。
【００１０】
４）第４の発明は、上記した３）項に記載の発明の構成において、上記燐化硼素層は導電性のｎ形で、その燐化硼素層の表面にオーミック電極が設けられているものである。
【００１１】
５）第５の発明は、上記した３）項に記載の発明の構成において、上記燐化硼素層は導電性のｐ形で、その燐化硼素層の表面にオーミック電極が設けられているものである。
【００１２】
６）第６の発明は、上記した３）項に記載の発明の構成において、上記燐化硼素層は高抵抗で、その燐化硼素層の表面にショットキー接触性の電極が設けられているものである。
【００１３】
７）第７の発明は、上記した６）項に記載の発明の構成において、上記ショットキー接触性の電極をゲート電極とするものである。
【００１４】
８）第８の発明は、上記した４）項から７）項の何れか１項に記載の発明の構成において、上記燐化硼素層を不純物を故意に添加していないアンドープ層とするものである。
【００１５】
９）第９の発明は、上記した１）項から３）項の何れか１項に記載の発明の構成において、上記燐化硼素系半導体層は、六方晶で極性の小さいあるいは無極性の単結晶層もしくは単結晶基板を下地層として形成されるものである。
【００１６】
８）第１０の発明は、上記した１）項から５）項、８）項、９）の何れか１項に記載の発明の構成において、発光素子として構成するものである。
【００１７】
８）第１１の発明は、上記した１）項から３）項、６）項から９）項の何れか１項に記載の発明の構成において、電界効果型トランジスタとして構成するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、燐化硼素系半導体層を備える半導体素子において、燐化硼素系半導体層を六方晶とし、双晶等の結晶欠陥の少ないその六方晶の燐化硼素系半導体層の表面に電極を設けることとしたので、その結果結晶欠陥を介して漏洩する素子動作電流が少ないオーミック電極やショットキー接触性電極を形成することができる。従って、光電変換効率の高い発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子、また高耐圧のゲート電極を備え、ドレイン電流のピンチオフ特性も向上した電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）を提供することができる。
【００１９】
また、本発明によれば、表面を（１．１．−２．０．）結晶面とする、六方晶の燐化硼素系半導体層に電極を設けることとしたので、即ち、双晶等の結晶欠陥の少ない結晶性に優れる燐化硼素系半導体層に電極を設けることとしたので、素子動作電流の漏洩の少ない電極を形成することができ、従って、光電変換効率の高いＬＥＤやＬＤ等の発光素子、また高耐圧のゲート電極を備え、ドレイン電流のピンチオフ特性も向上したＦＥＴを提供することができる。
【００２０】
特に、本発明によれば、電極を、結晶欠陥密度が特に小さな六方晶の単量体の燐化硼素（ＢＰ）層の表面に設けることとしたので、漏洩電流の少ないオーミック電極或いはショットキー接触性電極を簡便に形成でき、従って、光電変換効率の高い発光素子、また高耐圧のゲート電極を備えドレイン電流のピンチオフ特性も向上させたＦＥＴを簡便に提供することができる。
【００２１】
特に、オーミック電極不純物を、ドーピングする必要も無くアンドープでも充分な導電性を有するＢＰ層の表面に設けることとしたので、発光素子を簡便に構成できる。
【００２２】
また、燐化硼素系半導体層を、六方晶で極性の小さいあるいは無極性の単結晶層もしくは単結晶基板を下地層として形成するようにしたので、六方晶の燐化硼素系半導体層をより一層結晶欠陥の少ない層として安定して形成することができ、その表面に形成する電極もより一層結晶欠陥の少ないものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、燐化硼素系半導体層を備える半導体素子において、その燐化硼素系半導体層を六方晶とし、その六方晶の燐化硼素系半導体層の表面に電極を設けるようにしたものである。
【００２４】
本発明に係る六方晶の燐化硼素系半導体層は、サファイア（α―Ａｌ２Ｏ３単結晶）、六方晶の４Ｈ型或いは６Ｈ型炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、或いはＧａＮ等の六方晶の単結晶層或いは単結晶基板を下地層として形成する。特に、極性の小さい、或いは無極性の結晶面からなる単結晶層或いは単結晶基板の表面には、六方晶の燐化硼素系半導体層を効率的に形成できる。これは、六方晶の単結晶層或いは単結晶基板の極性の小さい、或いは無極性の結晶面からなる表面では、六方晶の燐化硼素系半導体層をもたらすに好都合に原子が配置しているからである。
【００２５】
六方晶の燐化硼素系半導体層を設けるに好適な無極性の結晶面とは、例えば、元素Ａと元素Ｂとが化合してなる六方晶の化合物材料の単結晶にあって、その元素Ａと元素Ｂとが同一の面密度で露出している表面である。例えば、２Ｈ型ＳｉＣまたはウルツ鉱結晶型（Ｗｕｒｔｚｉｔｅ）ＧａＮの或いは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の｛１．１．−２．０．｝結晶面である。また、例えば、サファイアの｛１．１．−２．０．｝結晶面である。
【００２６】
極性の少ない、或いは無極性の六方晶の結晶面には、ハロゲン（ｈａｌｏｇｅｎ）法、ハイドライド（ｈｙｄｒｉｄｅ）法、有機金属化学堆積（ＭＯＣＶＤ）法等の気相成長手段により、六方晶の燐化硼素系半導体層を形成する。燐化硼素系半導体層とは、硼素（元素記号：Ｂ）と燐（元素記号：Ｐ）とを必須の構成元素として含むIII−Ｖ族化合物半導体材料からなる結晶層である。例えば、単量体の燐化硼素（ＢＰ）であり、多量体のＢ12Ｐ2（Ｂ6Ｐ）である。また、例えば、燐化硼素・アルミニウム（組成式Ｂ1-XＡｌXＰ：０≦Ｘ≦１）である。Ａｌを含む燐化硼素系半導体層を形成するには、ＭＯＣＶＤ法が好適である。
【００２７】
極性の少ない、或いは無極性の六方晶の単結晶層或いは単結晶基板の結晶面に形成する燐化硼素系半導体層を、イオン結合性の小さな材料から構成することとすれば、六方晶の燐化硼素系半導体層を安定して形成できる。イオン結合性の小さな燐化硼素系半導体層であれば、極性の少ない、或いは無極性の六方晶の単結晶層或いは単結晶基板とのイオン結合度の差異が小さいため、双晶等の結晶欠陥の少ない良質な六方晶の燐化硼素系半導体層を安定して形成できる。燐化硼素系半導体の中で、単量体の燐化硼素（ＢＰ）は、イオン結合度（ｆｉ）が０．００６と小さいため（Ｊ．Ｃ．フィリップス著、「半導体結合論」（物理学叢書３８）、（株）吉岡書店、１９８５年７月２５日発行、第３刷、５１頁参照）、六方晶の燐化硼素系半導体層を安定してもたらすための格好な材料である。また、砒化硼素（ＢＡｓ）のｆｉも０．００２と小さいため（上記の「半導体結合論」、５１頁参照）、ＢＰとの混晶である砒化燐化硼素（組成式ＢＡｓ1-YＰY：０＜Ｙ≦１）からも六方晶の燐化硼素系半導体層を安定して形成できる。
【００２８】
特に、表面を（１．１．−２．０．）結晶面とする様に成長したイオン結合性の小さな燐化硼素系半導体層は、双晶や積層欠陥が少ないため、本発明に係る電極を設けるための半導体層として好適に利用できる。
【００２９】
形成された燐化硼素系半導体層が六方晶の結晶層であるか否かは、例えば、電子回折またはＸ線回折などの分析手段から調査できる。一般的な電子回折分析によれば、例えば、六方晶ＧａＮ単結晶層の無極性の（１．１．−２．０．）結晶面に接合して設けた単量体のＢＰは六方晶のウルツ鉱結晶型の結晶層であることを知ることができる。また、その六方晶のＢＰ結晶層の表面は、無極性の（１．１．−２．０．）結晶面となっているのを知ることができる。
【００３０】
ウルツ鉱結晶型の六方晶の単量体のＢＰのａ軸は、約０．３１９ナノメーター（ｎｍ）であり、III族窒化物半導体である六方晶のＡｌXＧａ1-XＮ（０≦Ｘ≦１）のａ軸と略一致する。このため、六方晶の燐化硼素系半導体層を単量体のＢＰから構成することとすれば、良好な格子マッチングに起因して、その層上に結晶性に優れるIII族窒化物半導体層を形成できる。極性の小さい、または無極性の六方晶結晶上に形成された燐化硼素系半導体層は結晶性に優れるため、上層として結晶性に優れるIII族窒化物半導体層をもたらすのに貢献できる。
【００３１】
結晶性に優れるIII族窒化物半導体層を利用すれば、例えば、III族窒化物半導体層からなるｐｎ接合型ヘテロ構造を形成することができる。例えば、ｎ形ＧａXＩｎ1-XＮ（０≦Ｘ≦１）層を発光層とし、ｎ形及びｐ形のＡｌXＧａ1-XＮ（０≦Ｘ≦１）層をクラッド（ｃｌａｄ）層とするＬＥＤ用途のダブルヘテロ（ＤＨ）接合型発光部を構成できる。結晶性に優れるIII族化合物半導体層から発光部を構成できるため、高輝度の発光をもたらし、しかも逆方向電圧等の電気的特性に優れる化合物半導体発光素子を提供できる。
【００３２】
六方晶の燐化硼素系半導体層に接合させて設けるIII族窒化物半導体層として好適なのは、例えば、ウルツ鉱結晶型のＧａＮ、ＡｌＮ、窒化インジウム（ＩｎＮ）、及びこれらの混晶である窒化アルミニウム・ガリウム・インジウム（組成式ＡｌXＧａYＩｎZＮ：０≦Ｘ，Ｙ，Ｚ≦１、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）である。即ち、六方晶の単量体ＢＰに近似するａ軸を有するIII族窒化物半導体である。また、窒素（元素記号：Ｎ）と窒素以外の燐（元素記号：Ｐ）や砒素（元素記号：Ａｓ）等の第Ｖ族元素を含む、例えば、ウルツ鉱結晶型の窒化燐化ガリウム（組成式ＧａＮ1-YＰY：０≦Ｙ＜１）などの、六方晶の単量体ＢＰに近似するａ軸を有するIII族窒化物半導体である。
【００３３】
六方晶の燐化硼素系半導体層に設けるオーミック電極は、種々の金属材料や導電性酸化物材料から構成できる。例えば、ｎ形の伝導を呈する燐化硼素系半導体層については、金（元素記号：Ａｕ）・ゲルマニウム（元素記号：Ｇｅ）合金、金（Ａｕ）・錫（元素記号：Ｓｎ）合金などの合金からｎ形オーミック電極を形成できる。また、希土類元素を含む合金、例えば、ランタン（元素記号：Ｌａ）・アルミニウム（Ａｌ）合金からｎ形オーミック電極を形成できる。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の酸化物材料からｎ形オーミック電極を構成できる。
【００３４】
ｐ形燐化硼素系半導体層については、金（Ａｕ）・亜鉛（元素記号：Ｚｎ）合金や金（Ａｕ）・ベリリウム（元素記号：Ｂｅ）合金などから、ｐ形オーミック電極を形成できる。また、インジウム（Ｉｎ）・錫（Ｓｎ）複合酸化膜（英略称：ＩＴＯ）からもｐ形オーミック電極を構成できる。低い接触抵抗のオーミック電極を形成するのは、キャリア濃度を約１×１０18ｃｍ-3以上とする低抵抗層であるのが望ましい。不純物を故意に添加したドーピング（ｄｏｐｉｎｇ）層であれ、故意に不純物を添加していないアンドープの層であれ、オーミック電極を設ける層は低抵抗層であるのが好ましい。単量体のＢＰ層にあっては、電極を形成するために好都合なｎ形及びｐ形の低抵抗層をアンドープで簡便に得ることができる。
【００３５】
ｎ形及びｐ形オーミック電極は、何れも結晶欠陥の少ない、結晶性に優れる六方晶の燐化硼素系半導体層に設けるのが最適である。また、例えば、一方のオーミック電極を結晶性の良好な六方晶の燐化硼素系半導体層に設け、他の一方のオーミック電極を、その層を下地として形成した結晶性に優れるIII族窒化物半導体層に接触させて設けても、良好な特性の半導体素子をもたらすのに寄与できる。
【００３６】
また、六方晶の燐化硼素系半導体層上に形成するショットキー接触性電極は、チタン（元素記号：Ｔｉ）等の遷移金属類から構成できる。また、白金（元素記号：Ｐｔ）などから形成できる。本発明に係る、結晶性に優れる六方晶の燐化硼素系半導体層を利用すれば、漏洩電流の少ないゲート電極等を形成できる。特に、高抵抗な燐化硼素系半導体層にショットキー接触性電極を設ける構成とすると、漏洩電流の少ない耐圧に優れるゲート電極を形成できる。このため、ゲート漏洩電流が少なく、相互コンダクタンスなどに優れる高周波ショットキー接合型のＦＥＴを作製するのに貢献できる。高抵抗な燐化硼素系半導体層は、アンドープの、或いは、ｎ形またはｐ形不純物の一方を、若しくはそれの不純物の双方をドーピングして電気的に補償（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）した高抵抗の六方晶の単量体ＢＰ層から好都合に構成できる。
【００３７】
六方晶の燐化硼素系半導体層について、オーミック性接触或いはショットキー接触をなす金属電極は、一般的な真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法などで形成できる。ＩＴＯやＺｎＯ等の酸化物材料は、スパッタリング法などの一般的な物理的成膜手段やゾルーゲル法などの湿式成膜法などで形成できる。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）  サファイアの（１．１．−２．０．）結晶面に接合させて設けた六方晶の単量体のＢＰ層上にオーミック電極を備えた化合物半導体ＬＥＤを構成する場合を例にして本発明を具体的に説明する。
【００３９】
図１に本実施例１に係るＬＥＤ１０の平面構成を模式的に示す。また、図２には、図１に示したＬＥＤ１０の破線Ａ−Ａ’に沿った断面模式図を示す。
【００４０】
ＬＥＤ１０を作製するための積層構造体１００は、（１．１．−２．０．）結晶面（通称Ａ面）を表面とするサファイア（α−アルミナ単結晶）を基板１０１として形成した。基板１０１の（１．１．−２．０．）結晶面の表面には、一般的なＭＯＣＶＤ法を利用して、７５０℃で、表面を（１．１．−２．０．）結晶面とするアンドープでｎ形六方晶の単量体ＢＰ層（層厚＝２０００ｎｍ）１０２を形成した。ｎ形ＢＰ層１０２のキャリア濃度は２×１０19ｃｍ-3と測定された。
【００４１】
六方晶ＢＰ層１０２の（１．１．−２．０．）結晶面からなる表面上には、アンドープでｎ形の六方晶のＧａＮ層（層厚＝１２００ｎｍ）１０３を成長させた。一般的なＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を利用した分析によれば、六方晶のＢＰ層１０２の内部の双晶や積層欠陥は、１×１０4ｃｍ-2未満と少なかった。また、この結晶性に優れる六方晶のＢＰ層１０２に接合させて設けたため、六方晶のＧａＮ層１０３の内部には、双晶や積層欠陥は殆ど認められなかった。
【００４２】
六方晶のｎ形ＧａＮ層１０３の（１．１．−２．０．）表面上には、六方晶のｎ形のＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎからなる下部クラッド層（層厚＝２８０ｎｍ）１０４、Ｇａ0.85Ｉｎ0.15Ｎ井戸層（層厚＝３ｎｍ）／Ａｌ0.01Ｇａ0.99Ｎ障壁層（層厚＝８ｎｍ）を１周期として、その５周期からなる多重量子井戸構造の発光層１０５、及び層厚を８５ｎｍとするｐ形Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる上部クラッド層１０６をこの順序で積層し、ｐｎ接合型ＤＨ構造の発光部を構成した。上記の上部クラッド層１０６の表面上には、更に、ｐ形のＧａＮ層（層厚＝８０ｎｍ）をコンタクト（ｃｏｎｔａｃｔ）層１０７として堆積し、積層構造体１００の形成を終了した。
【００４３】
上記のｐ形コンタクト層１０７の一部の領域には、金（元素記号：Ａｕ）・酸化ニッケル（ＮｉＯ）合金からなるｐ形オーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極１０８を形成した。
【００４４】
一方のｎ形オーミック電極１０９は、そのｎ形オーミック電極１０９を設ける領域に在る六方晶のｎ形ＢＰ層１０２より上方に在る各層１０３〜１０７をドライエッチング手段で除去した後、露出させた六方晶のｎ形ＢＰ層１０２の表面に形成した。ｎ形オーミック電極１０９は、一般的な真空蒸着法により形成した金（Ａｕ）・ゲルマニウム（Ｇｅ）合金膜（Ａｕ９０重量％：Ｇｅ１０重量％合金）から形成した。
【００４５】
このＬＥＤ１０のｐ形及びｎ形オーミック電極１０８、１０９間に、順方向に、２０ｍＡの素子駆動電流を通流して、発光特性を調査した。ＬＥＤ１０から出射される主たる発光の波長は約４６０ｎｍであった。チップ（ｃｈｉｐ）状態での発光輝度は約１．６カンデラ（ｃｄ）であった。また、ｐｎ接合型ＤＨ構造の発光部を構成するIII族窒化物半導体層１０４〜１０６やｎ形オーミック電極１０９を結晶性に優れる六方晶のＢＰ層１０２上に設けることにより、逆方向電圧（逆方向電流を１０μＡとした際の）は、１５Ｖを超える高値となった。更に、局所的な耐圧不良（ｌｏｃａｌ  ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）も殆ど認められなかった。
【００４６】
（実施例２）  ｎ形及びｐ形の六方晶の単量体ＢＰ層にｎ形及びｐ形の双方のオーミック電極を設けて半導体ＬＥＤを構成する場合を例にして本発明を具体的に説明する。
【００４７】
図３に本実施例２に係るＬＥＤ２０の平面構成を模式的に示す。また、図４には、図３に示したＬＥＤ２０の破線Ｂ−Ｂ’に沿った断面模式図を示す。
【００４８】
ＬＥＤ２０を作製するための積層構造体２００は、上記の実施例１に記載の如く、（１．１．−２．０．）結晶面（通称Ａ面）を表面とするサファイア（α−アルミナ単結晶）を基板２０１として形成した。基板２０１の（１．１．−２．０．）結晶面の表面には、上記の実施例１に記載したのと同じく、一般的なＭＯＣＶＤ法を利用して、７５０℃で、表面を（１．１．−２．０．）結晶面とするアンドープでｎ形六方晶の単量体ＢＰ層（層厚＝２０００ｎｍ）２０２を形成した。ｎ形ＢＰ層２０２のキャリア濃度は２×１０19ｃｍ-3であった。一般的なＴＥＭを利用した分析によれば、六方晶のＢＰ層２０２の内部の双晶や積層欠陥は、１×１０4ｃｍ-2未満と少なかった。
【００４９】
六方晶ＢＰ層２０２の（１．１．−２．０．）結晶面からなる表面上には、上記の実施例１に記載の如く、アンドープでｎ形の六方晶のＧａＮ層（層厚＝１２００ｎｍ）２０３、表面を（１．１．−２．０．）結晶面とする六方晶のｎ形のＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎからなる下部クラッド層（層厚＝２８０ｎｍ）２０４、Ｇａ0.85Ｉｎ0.15Ｎ井戸層（層厚＝３ｎｍ）／Ａｌ0.01Ｇａ0.99Ｎ障壁層（層厚＝８ｎｍ）を１周期として、その５周期からなる多重量子井戸構造の発光層２０５、及び層厚を８５ｎｍとするｐ形Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる上部クラッド層２０６をこの順序で積層し、ｐｎ接合型ＤＨ構造の発光部を構成した。
【００５０】
表面を（１．１．−２．０．）結晶面とする六方晶でｎ形の上部クラッド層２０６の表面上には、更に、ｐ形で六方晶のアンドープ単量体ＢＰ層（層厚＝２００ｎｍ）をコンタクト層２０７として堆積した。一般的な断面ＴＥＭ観察によれば、コンタクト層２０７をなす六方晶のアンドープ単量体ＢＰ層には、双晶や積層欠陥などの面欠陥や転位は殆ど確認できなかった。
【００５１】
上記のｐ形コンタクト層２０７の表面の中央部には、金（Ａｕ）・亜鉛（Ｚｎ）合金（Ａｕ９５重量％：Ｚｎ５重量％合金）からなる平面形状を円形とするｐ形オーミック電極２０８を形成した。
【００５２】
一方のｎ形オーミック電極２０９は、ｎ形オーミック電極２０９を設ける領域に在る、六方晶のｎ形ＢＰ層２０２より上方の各層２０３〜２０７をドライエッチング手段で除去した後、露出させた六方晶のｎ形ＢＰ層２０２の表面に平面視で周状に形成した。ｎ形オーミック電極２０９は、一般的な真空蒸着法により金（Ａｕ）・ゲルマニウム（Ｇｅ）合金膜（Ａｕ９０重量％：Ｇｅ１０重量％合金）から形成した。
【００５３】
何れも六方晶の単量体ＢＰ層２０７，２０２に設けたｐ形及びｎ形オーミック電極２０８、２０９間に、順方向に２０ｍＡの素子駆動電流を通流して、発光特性を調査した。ＬＥＤ２０から出射される主たる発光の波長は約４６０ｎｍであった。チップ（ｃｈｉｐ）状態での発光輝度は約１．６カンデラ（ｃｄ）であった。また、ｐｎ接合型ＤＨ構造の発光部を構成するIII族窒化物半導体層２０４〜２０６やオーミック電極２０８、２０９を結晶性に優れる六方晶のＢＰ層２０２、２０７上に設けることにより、逆方向電圧（逆方向電流を１０μＡとした際の）は、１８Ｖを超える高値となった。更に、局所的な耐圧不良（ｌｏｃａｌ  ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）も殆ど認められなかった。
【００５４】
（実施例３）  高抵抗及びｎ形の六方晶の単量体ＢＰ層に、ショットキー接触性のゲート電極、及びオーミック接触性のソース及びドレイン電極を各々、設けてＧａＮ系ＦＥＴを構成する場合を例にして本発明を具体的に説明する。
【００５５】
図５に本実施例３に係るＧａＮ系ＦＥＴ３０の断面構造を模式的に示す。図１及び図２に示したのと同一の構成要素については同一の符号を付して図５に示す。
【００５６】
ＦＥＴ３０を作製するための積層構造体３００は、上記の実施例１に記載の如く、（１．１．−２．０．）結晶面（通称Ａ面）を表面とするサファイア（α−アルミナ単結晶）を基板３０１として形成した。基板３０１の（１．１．−２．０．）結晶面の表面には、一般的なＭＯＣＶＤ法を利用して、高抵抗なアンドープの単量体ＢＰ層（層厚＝７２０ｎｍ）３０２を１０５０℃で形成した。高抵抗なＢＰ層３０２のキャリア濃度は１×１０17ｃｍ-3未満であった。一般的なＴＥＭを利用した分析によれば、ＢＰ層３０２の内部の双晶や積層欠陥は、１×１０4ｃｍ-2未満と少なかった。
【００５７】
高抵抗なＢＰ層３０２の表面上には、アンドープでｎ形の六方晶のＧａＮ層（層厚＝４８ｎｍ）からなる電子走行層３０３、表面を（１．１．−２．０．）結晶面とする六方晶のｎ形のＡｌ0.25Ｇａ0.75Ｎからなる電子供給層（層厚＝２８ｎｍ）３０４をこの順序で積層した。電子走行層３０３及び電子供給層３０４は、何れもＭＯＣＶＤ法により形成した。
【００５８】
表面を（１．１．−２．０．）結晶面とする六方晶でｎ形の電子供給層３０４の表面には、ゲート電極３０７を設けるためのショットキー接触性電極形成層３０５を接合させて設けた。ショットキー接触性電極形成層３０５は、層厚を１２ｎｍとし、キャリア濃度を５×１０16ｃｍ-3未満とする高抵抗な六方晶の単量体ＢＰから構成した。ショットキー接触性電極形成層３０５を形成した後、ショットキー接触性のゲート電極３０７を形成する平面視で中央の領域に限り、ショットキー接触性電極形成層３０５を残存させ、他の領域に在るショットキー接触性電極形成層は、一般的なドライエッチング手段により除去した。
【００５９】
次に、残存させたショットキー接触性電極形成層３０５及びその周辺に露出させた電子供給層３０４の双方の表面全体を被覆する様に、ｎ形で六方晶の単量体ＢＰ層（層厚＝１００ｎｍ、キャリア濃度＝２×１０19ｃｍ-3）をコンタクト層３０６として堆積した。一般的な断面ＴＥＭ観察によれば、コンタクト層３０６をなす六方晶の単量体ＢＰ層には、双晶や積層欠陥などの面欠陥や転位は殆ど確認できなかった。
【００６０】
然る後、ゲート電極３０７を設けるために、ショットキー接触性電極形成層３０５を覆う六方晶のｎ形ＢＰ層からなるコンタクト層３０６を一般的なドライエッチング手段により除去した。コンタクト層３０６を除去して露出させたリセス（ｒｅｃｅｓｓ）部３０８のショットキー接触性電極形成層３０５の表面には、一般的な電子ビーム蒸着手段により、チタン（Ｔｉ）からなるショトッキー接触性のゲート電極３０７を設けた。
【００６１】
また、ゲート電極３０７を挟んで両側に対向して残存させた、コンタクト層３０６をなす一方の六方晶のＢＰ層の表面には、オーミック接触性のソース電極３０９を形成した。また、ゲート電極３０７を挟んで対向する位置に在る、他方の六方晶のＢＰ層からなるコンタクト層３０６の表面上には、ドレイン電極３１０を設けて、ＧａＮ系ＦＥＴ３０を作製した。ソース電極３０９及びドレイン電極３１０をなすオーミック電極は、一般的な真空蒸着法により金（Ａｕ）・ゲルマニウム（Ｇｅ）合金膜（Ａｕ９５重量％：Ｇｅ５重量％合金）から形成した。
【００６２】
ソース電極３０９及びドレイン電極３１０の何れのオーミック電極も、双晶や積層欠陥の少ない六方晶の単量体ＢＰからなるコンタクト層３０６に設けたため、従来の如く結晶欠陥密度の高い領域に設けたソース電極の一部領域と、それに対向するドレイン電極の領域との間に、ドレイン電流が短絡的に且つ集中的に流れてしまう不都合を解消できた。このため、電子走行層３０３に均一な電流密度で素子駆動電流を流通できるなどの特性上の特徴を有するＦＥＴがもたらされることとなった。
【００６３】
また、ショットキー接触性のゲート電極３０７を、双晶や積層欠陥を殆ど含まず、且つ高抵抗の六方晶の単量体ＢＰからなるショトッキー接触電極形成層３０５に接触させて設けたため、漏洩電流の少ない高い耐電圧性のゲート電極３０７を備えたＧａＮ系ＦＥＴがもたらされた。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施例１に記載のＬＥＤの平面模式図である。
【図２】図１に示すＬＥＤの破線Ａ−Ａ’に沿った断面模式図である。
【図３】実施例２に記載のＬＥＤの平面模式図である。
【図４】図２に示すＬＥＤの破線Ｂ−Ｂ’に沿った断面模式図である。
【図５】実施例３に記載のＬＥＤのＦＥＴの断面模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  ＬＥＤ
１００  ＬＥＤ用途積層構造体
１０１  サファイア基板
１０２  六方晶ＢＰ層
１０３  六方晶ＧａＮ層
１０４  下部クラッド層
１０５  発光層
１０６  上部クラッド層
１０７  コンタクト層
１０８  ｐ形オーミック電極
１０９  ｎ形オーミック電極
２０  ＬＥＤ
２００  ＬＥＤ用途積層構造体
２０１  サファイア基板
２０２  六方晶ＢＰ層
２０３  六方晶ＧａＮ層
２０４  下部クラッド層
２０５  発光層
２０６  上部クラッド層
２０７  コンタクト層
２０８  ｐ形オーミック電極
２０９  ｎ形オーミック電極
３０  ＦＥＴ
３００  ＦＥＴ用途積層構造体
３０１  サファイア基板
３０２  高抵抗ＢＰ層
３０３  電子走行層
３０４  電子供給層
３０５  ショットキー接触性電極形成層
３０６  コンタクト層
３０７  ゲート電極
３０８  リセス部
３０９  ソース電極
３１０  ドレイン電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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